針對(duì)我國(guó)蛋白質(zhì)飼料原料嚴(yán)重依賴進(jìn)口的問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心巫永睿、王海海團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合上海師范大學(xué)王文琴團(tuán)隊(duì)和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)黃永財(cái)團(tuán)隊(duì)成功克隆了野生玉米第二個(gè)高蛋白主效基因THP3-T，與他們團(tuán)隊(duì)前期挖掘的第一個(gè)高蛋白基因THP9-T聚合，將玉米自交系籽粒蛋白含量從10%提升至15%，并將我國(guó)推廣面積最大的玉米雜交種鄭單958的籽粒蛋白含量從8.5%提升至12%-13%，全株蛋白含量從7%提升至9%以上，且產(chǎn)量保持穩(wěn)定。

該成果論文，于北京時(shí)間2026年6月3日在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）上。

中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心副主任、研究員巫永睿介紹，玉米被譽(yù)為“飼料之王”，是我國(guó)第一大糧食作物。然而，歷經(jīng)幾千年馴化，現(xiàn)代玉米追求高產(chǎn)，在不經(jīng)意間“丟失”了野生祖先中珍貴的高蛋白基因，導(dǎo)致蛋白含量銳減，全世界范圍內(nèi)雜交種玉米蛋白含量普遍偏低，僅8%左右。

巫永睿從2012年就開(kāi)始進(jìn)行高蛋白玉米研究。2022年，巫永睿團(tuán)隊(duì)率先從野生玉米中挖掘到首個(gè)高蛋白基因THP9-T，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)玉米主栽品種蛋白含量的初步提升，但如何進(jìn)一步突破玉米蛋白含量仍是巨大挑戰(zhàn)。

這是一項(xiàng)長(zhǎng)期、艱辛的研究。巫永睿說(shuō)：“玉米研究可以說(shuō)既是‘勞動(dòng)密集型’，又是‘科學(xué)技術(shù)型’。我們既要下田授粉和取樣，又要進(jìn)行基因?qū)W、分子生物學(xué)和蛋白酶學(xué)等方面的分析?！?/p>

經(jīng)過(guò)多年持續(xù)攻關(guān)，巫永睿研究團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)制了第二個(gè)高蛋白位點(diǎn)THP3的高世代遺傳群體，通過(guò)精細(xì)定位和圖位克隆，挖掘到第二個(gè)高蛋白基因THP3-T。多年多點(diǎn)的田間試驗(yàn)表明，THP3-T優(yōu)異基因在不影響產(chǎn)量的前提下，可將自交系的籽粒蛋白含量從10%提升至13%以上，同時(shí)提高全株蛋白含量，并賦予植株在低氮條件下保持生物量及蛋白含量的氮高效（NUE）特性。THP3-T主要通過(guò)其卓越的酶活性增強(qiáng)了氮同化能力，從而促進(jìn)了籽粒蛋白含量的提升。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，THP3-T與THP9-T共同構(gòu)成了氮同化的核心代謝中心，兩者聚合后，展現(xiàn)出前所未有的協(xié)同增效作用——自交系籽粒蛋白含量從10%提升至15%，遠(yuǎn)超單個(gè)基因的作用。研究人員將這兩個(gè)基因?qū)胗衩纂s交種鄭單958后，其籽粒蛋白含量從8.5%提升至12%-13%，且不影響產(chǎn)量。因此，THP3-T的挖掘不僅補(bǔ)齊了高蛋白玉米育種的“關(guān)鍵拼圖”，更為現(xiàn)代玉米的品質(zhì)“回溯”與精準(zhǔn)改良提供了可能。

巫永睿說(shuō)，這項(xiàng)研究的成果不僅要體現(xiàn)在論文發(fā)表上，還要打通從基因挖掘、機(jī)制解析到材料創(chuàng)制、品種培育、養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)的“全鏈條”，以此踐行科學(xué)研究“一竿子插到底”的精神。

目前，研究團(tuán)隊(duì)已利用分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)，精準(zhǔn)改良了80余個(gè)國(guó)內(nèi)玉米主栽品種的親本，改良后親本蛋白含量可提升至14%以上。我國(guó)玉米年產(chǎn)約3億噸，若全國(guó)飼用玉米蛋白含量能提升4個(gè)百分點(diǎn)達(dá)到12%以上，所增加的蛋白總量相當(dāng)于3000多萬(wàn)噸進(jìn)口大豆，約占進(jìn)口大豆總量的30%。

中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員李鳳娜說(shuō)，她和研究團(tuán)隊(duì)在拿到巫永睿團(tuán)隊(duì)培育出的新型高蛋白玉米樣本后，進(jìn)行了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和使用價(jià)值評(píng)定，并正在進(jìn)行飼料應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)。評(píng)定結(jié)果表明，新型高蛋白玉米樣本的蛋白水平確實(shí)提高到了12%-15%，且所有氨基酸含量全面增加，反映出蛋白質(zhì)的高品質(zhì)。

李鳳娜團(tuán)隊(duì)還評(píng)定了豬、肉雞對(duì)新型高蛋白玉米樣本的消化吸收情況，結(jié)果良好且穩(wěn)定。針對(duì)海蘭灰蛋雞的小規(guī)模飼養(yǎng)研究結(jié)果顯示，在接受新型高蛋白玉米飼料喂養(yǎng)后，海蘭灰蛋雞的產(chǎn)蛋率和料蛋比有顯著改善，且雞蛋的風(fēng)味物質(zhì)顯著增加。李鳳娜說(shuō)：“通俗來(lái)說(shuō)，就是雞吃得更少，產(chǎn)蛋率更高，能夠產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益?！?/p>